BÀI GIẢNG ĐÁNH GIÁ ĐẤT NÂNG CAO

MỤC LỤC CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐẤT NÂNG CAO 1 1.1. Khái niệm chung 1 1.1.1. Đất (Soil) 2 1.1.2. Đất đai (Land) 2 1.1.3. Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit LU) 3 1.1.4. Đặc trưng đất đai (Land Characteristic LC) 3 1.1.5. Chất lượng đất đai (Land Quality LQ) 3 1.1.6. Kiểu sử dụng đất đai chính (Major kind of Land use) 3 1.1.7. Loại sử dụng đất đai (Land Utilization Type LUT) 3 1.1.8. Yêu cầu sử dụng đất đai (Land Use Requirement LUR) 3 1.2. Tầm quan trọng của việc phân hạng đánh giá đất 4 1.3. Các nghiên cứu về đánh giá đất đai 5 1.3.1. Đánh giá thích hợp đất đai trên thế giới và thực sự ra đời phương pháp đánh giá thích hợp đất đai của FAO 6 1.3.2. Đánh giá đất đai ở Việt Nam 7 1.4. Các nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai 11 1.4.1. Ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai trên thế giới 11 1.4.2. Ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai ở Việt Nam 14 1.5. Sử dụng các phần mềm đánh giá đất đai 15 1.5.1. Các phần mềm đánh giá đất đai trên thế giới 15 1.5.2. Nghiên cứu ứng dụng ALES trong đánh giá đất đai 18 CHƯƠNG 2 : ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI 22 2.1. Khái niệm 22 2.2. Những vấn đề cơ bản trong đề cương hướng dẫn đánh giá đất đai của FAO 22 2.2.1. Những nguyên tắc cơ bản 22 2.2.2. Trình tự cơ bản về đánh giá đất đai 22 2.2.3. Các mức độ phân tích trong đánh giá đất đai của FAO 23 2.2.4. Mức độ chi tiết trong cấu trúc phân hạng 23 2.2.5. Phương pháp xác định hạng thích hợp đất đai 24 2.2.6. Trình bày kết quả phân hạng 34 2.3. Đánh giá đất đai phục vụ nông nghiệp 34 CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIS TRONG ĐÁNH GIÁ, PHÂN HẠNG MỨC ĐỘ THÍCH HỢP ĐẤT ĐAI 36 3.1. Hệ thông tin địa lý (GIS) 36 3.1.1 Cấu trúc của GIS 37 3.1.2. Dữ liệu của GIS 38 3.1.3. Các chức năng của hệ thông tin địa lý 42 3.1.4. Một số ứng dụng của GIS 44 3.2. Quy trình ứng dụng GIS trong đánh giá đất nông nghiệp 48 3.2.1. Bước 1: Xây dựng cơ sở dữ liệu 49 3.2.2. Bước 2: Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai 50 3.2.3. Bước 3: Xây dựng bản đồ thích hợp đất đai 50 3.2.4. Bước 4: Trình bày kết quả đánh giá đất với GIS 51

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

BÀI GIẢNG ĐÁNH GIÁ ĐẤT NÂNG CAO

Người biên soạn : TS Trần Xuân Biên

HÀ NỘI - 2017

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐẤT NÂNG CAO 1

1.1 Khái niệm chung 1

1.1.1 Đất (Soil) 2

1.1.2 Đất đai (Land) 2

1.1.3 Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit - LU) 3

1.1.4 Đặc trưng đất đai (Land Characteristic - LC) 3

1.1.5 Chất lượng đất đai (Land Quality - LQ) 3

1.1.6 Kiểu sử dụng đất đai chính (Major kind of Land use) 3

1.1.7 Loại sử dụng đất đai (Land Utilization Type - LUT) 3

1.1.8 Yêu cầu sử dụng đất đai (Land Use Requirement - LUR) 3

1.2 Tầm quan trọng của việc phân hạng đánh giá đất 4

1.3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai 5

1.3.1 Đánh giá thích hợp đất đai trên thế giới và thực sự ra đời phương pháp đánh giá thích hợp đất đai của FAO 6

1.3.2 Đánh giá đất đai ở Việt Nam 7

1.4 Các nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai 11

1.4.1 Ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai trên thế giới 11

1.4.2 Ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai ở Việt Nam 14

1.5 Sử dụng các phần mềm đánh giá đất đai 15

1.5.1 Các phần mềm đánh giá đất đai trên thế giới 15

1.5.2 Nghiên cứu ứng dụng ALES trong đánh giá đất đai 18

CHƯƠNG 2 : ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI 22

2.1 Khái niệm 22

2.2 Những vấn đề cơ bản trong đề cương hướng dẫn đánh giá đất đai của FAO 22

2.2.1 Những nguyên tắc cơ bản 22

2.2.2 Trình tự cơ bản về đánh giá đất đai 22

2.2.3 Các mức độ phân tích trong đánh giá đất đai của FAO 23

2.2.4 Mức độ chi tiết trong cấu trúc phân hạng 23

2.2.5 Phương pháp xác định hạng thích hợp đất đai 24

2.2.6 Trình bày kết quả phân hạng 34

2.3 Đánh giá đất đai phục vụ nông nghiệp 34

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIS TRONG ĐÁNH GIÁ, PHÂN HẠNG MỨC ĐỘ THÍCH HỢP ĐẤT ĐAI 36

3.1 Hệ thông tin địa lý (GIS) 36

3.1.1 Cấu trúc của GIS 37

3.1.2 Dữ liệu của GIS 38

3.1.3 Các chức năng của hệ thông tin địa lý 42

3.1.4 Một số ứng dụng của GIS 44

3.2 Quy trình ứng dụng GIS trong đánh giá đất nông nghiệp 48

3.2.1 Bước 1: Xây dựng cơ sở dữ liệu 49

3.2.2 Bước 2: Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai 50

3.2.3 Bước 3: Xây dựng bản đồ thích hợp đất đai 50

3.2.4 Bước 4: Trình bày kết quả đánh giá đất với GIS 51

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ ĐẤT NÂNG CAO

1.1 Khái niệm chung

Đất đai là hợp phần quan trọng của môi trường, là tư liệu chủ yếu trong sản xuấtnông nghiệp Do vậy, công tác điều tra, đánh giá tài nguyên đất rất được chú trọngnhằm mô tả các đặc trưng và giá trị sử dụng đất trên các vùng lãnh thổ khác nhau Từ

đó, tìm ra khả năng tối ưu của từng loại đất đối với sản xuất nông nghiệp phục vụ chomục đích của con người

Nhu cầu của việc đánh giá đất đai xuất hiện khi mà các kết quả nghiên cứu củacác yếu tố tự nhiên đơn thuần và riêng lẻ đã không cung cấp được những hướng dẫnđầy đủ để biết rằng: có thể sử dụng đất đai như thế nào và kết quả của việc sử dụng đất

sẽ ra sao? Do vậy, để quản lý và quy hoạch đất đai, một bước nghiên cứu nữa cần đượcthực hiện nhằm xem xét những đặc điểm của đất - nước - khí hậu với các yêu cầucủa những loại sử dụng đất khác nhau Trong bước nghiên cứu này sẽ phải đánh giátừng dạng đất đai với từng loại sử dụng đất được xem xét, trình tự cơ bản này được gọilà:"Đánh giá đất đai" (FAO, 1976)

Đánh giá đất đai là đánh giá đất khi nó được sử dụng cho mục đích cụ thể nào

đó Vì vậy, đánh giá đất đai sẽ cung cấp tài liệu cơ bản cần thiết để ra quyết định sửdụng đất đúng đắn dựa trên việc phân tích mối quan hệ giữa sử dụng đất và đất, ướctính các đầu vào và dự báo kết quả thu được Đánh giá đất đai là xem xét hai khía cạnhchính của đất đai là: các yếu tố tự nhiên của nguồn tài nguyên đất (loại đất, địa hình vàkhí hậu) và các yếu tố kinh tế xã hội (quy mô sản xuất, trình độ quản lý, nguồn laođộng, khả năng tiếp cận thị trường và các yếu tố con người khác) Trong khi điều kiện

tự nhiên là những đặc tính có thể coi là tương đối ổn định thì điều kiện xã hội lại dễdàng thay đổi và phụ thuộc vào các chính sách của Nhà nước và thị trường

Chưa bao giờ yêu cầu sử dụng đất tối ưu lại cấp thiết như hiện nay, khi mà sựtăng trưởng dân số và đô thị hoá nhanh chóng đã làm cho đất nông nghiệp ngày càngtrở nên hiếm hoi Bản đồ của Fifield và Pearcy (1966) đã chỉ ra những vùng đất thíchhợp và không thích hợp cho cuộc sống của con người và nó đã mang lại cho chúng tanhững cảm nhận đầu tiên về đánh giá đất ở quy mô toàn cầu Mỗi vùng có thể đượcxem như một sự cân bằng giữa các điều kiện kinh tế xã hội và môi trường

Nhu cầu canh tác thâm canh đang tăng lên hiện nay, đặc biệt là ở những vùng

có điều kiện không thuận lợi cho thấy cần phải đạt được sự cân bằng mới giữa các yếu

tố con người, điều kiện kinh tế xã hội và các điều kiện tự nhiên Việc thay đổi bất kỳmột quan hệ cân bằng nào cũng rất khó khăn, vì vậy mà các chương trình phát triểnthường rất phức tạp và yêu cầu vốn đầu tư cao

Mục tiêu chính của đánh giá đất là để lựa chọn loại sử dụng đất tối ưu cho mỗiđơn vị đất xác định, có xem xét cả các yếu tố tự nhiên và các yếu tố kinh tế - xã hộicũng như bảo vệ tài nguyên môi trường cho tương lai Mục tiêu chi tiết thay đổi tuỳtheo mục đích và quy mô đánh giá đất.

Khi giới thiệu kỹ thuật nông nghiệp mới hoặc tổ chức lại hoạt động sản xuấtnông nghiệp đều đòi hỏi phải có quy hoạch chi tiết trong các lĩnh vực tài nguyên đấtđai, điều kiện kinh tế – xã hội, nguồn nước, tình hình sản xuất nông nghiệp và điềukiện khí hậu - sinh thái

Theo FAO, mục tiêu chính của việc đánh giá đất đai là đánh giá khả năng thíchhợp (Suitability) của các dạng đất đai khác nhau đối với các loại sử dụng đất riêng biệt

đã lựa chọn Các dạng đất đai thường được mô tả và phân lập thành các đơn vị trênbản đồ, được gọi là đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit) Loại sử dụng đất baogồm cả các loại sử dụng đất nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản và bảo tồnthiên nhiên

Trong những nghiên cứu và hướng dẫn của FAO về đánh giá đất đai, một sốkhái niệm cơ bản sau đây được sử dụng:

1.1.2 Đất đai (Land)

Là một vùng đất được xác định về mặt địa lý, có các thuộc tính tương đối ổnđịnh hoặc thay đổi có tính chất chu kỳ có thể dự đoán được của sinh quyển bên trên,bên trong và bên dưới nó như là: không khí, đất, điều kiện địa chất, thuỷ văn, thực vật

và động vật cư trú, những hoạt động trước đây của con người, ở chừng mực mà ảnhhưởng của những thuộc tính này có ý nghĩa tới việc sử dụng vùng đất đó của conngười hiện tại và trong tương lai

Hay nói cách khác: đất đai là một vùng đất có ranh giới, vị trí cụ thể và có cácthuộc tính tổng hợp của các yếu tố tự nhiên, kinh tế và xã hội như: thổ nhưỡng, khíhậu, địa hình, địa mạo, địa chất, thuỷ văn, động vật, thực vật và hoạt động sản xuất củacon người

1.1.3 Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit - LU)

Là một khoanh/vạt đất được xác định trên bản đồ đơn vị đất đai với những đặctính và chất lượng tính chất đất đai riêng biệt thích hợp cho từng loại sử dụng đất, cócùng một điều kiện quản lý đất, cùng một khả năng sản xuất và cải tạo đất Mỗi đơn vịđất đai có chất lượng riêng và nó thích hợp với một loại sử dụng đất nhất định

1.1.4 Đặc trưng đất đai (Land Characteristic - LC)

Là một thuộc tính của đất mà có thể đo lường hoặc ước lượng trong quá trìnhđiều tra bao gồm cả sử dụng viễn thám, điều tra thông thường cũng như bằng cáchthống kê tài nguyên thiên nhiên như: loại đất, độ dốc, tầng dày, lượng mưa, độ ẩm,điều kiện tưới, điều kiện tiêu nước

1.1.5 Chất lượng đất đai (Land Quality - LQ)

Là một thuộc tính của đất có ảnh hưởng tới tính bền vững đất đai đối với mộtkiểu sử dụng cụ thể như: đất cát, đất mặn, đất phèn, đất phù sa (loại đất), độ dốc (0 -

3o; >3 - 8o; ), vv

1.1.6 Kiểu sử dụng đất đai chính (Major kind of Land use)

Là phần phân nhỏ chủ yếu của sử dụng đất nông nghiệp như: đất sản xuất nôngnghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối, đất nông nghiệp khác

1.1.7 Loại sử dụng đất đai (Land Utilization Type - LUT)

Một kiểu sử dụng đất đai được miêu tả hay xác định theo mức độ chi tiết kiểu

sử dụng đất chính Loại sử dụng đất đai có liên quan tới mùa vụ, kết hợp mùa vụ hoặc

hệ thống cây trồng với các phương pháp quản lý và tưới xác định trong môi trường kỹthuật và kinh tế xã hội nhất định

Nói cách khác: loại sử dụng đất đai được phân định và mô tả bởi các thuộc tính

kỹ thuật và kinh tế - xã hội như: loại cây trồng, kỹ thuật canh tác, loại và khối lượngsản phẩm, lao động, chi phí sản xuất, lợi nhuận thu được, Tuỳ theo mức độ đánh giáđất đai, có thể phân loại sử dụng đất theo các cấp như kiểu sử dụng đất đai chính(Major Kind of Land Use), loại sử dụng đất đai (Land Utilization Type),

Hay loại sử dụng đất đai mô tả một loại cây trồng hoặc một nhóm cây trồngtrong một chu kỳ kinh tế Ví dụ: 2, 3 vụ lúa, cà phê, cao su, chè,…(một loại cây trồng)

và 2 lúa + 1 màu, 2 màu + 1 lúa, đậu xen cà phê,… (một nhóm cây trồng)

1.1.8 Yêu cầu sử dụng đất đai (Land Use Requirement - LUR)

Là những điều kiện tự nhiên có ảnh hưởng đến năng suất và sự ổn định của loại

sử dụng đất đai hay đến tình trạng quản lý và thực hiện loại sử dụng đất đai đó Những

yêu cầu sử dụng đất đai thường được xem xét từ chất lượng đất đai của vùng nghiêncứu

Hay yêu cầu sử dụng đất đai được định nghĩa như là những điều kiện tự nhiêncần thiết để thực hiện thành công và bền vững một loại sử dụng đất

1.2 Tầm quan trọng của việc phân hạng đánh giá đất

Phân hạng đánh giá đất đai là một trong những chuyên ngành nghiên cứu quantrọng và đặc biệt gần gũi với những nhà quy hoạch, người hoạch định các chính sáchliên quan đến đất đai và người sử dụng đất Đặc biệt, trong hoàn cảnh hiện nay khi dân

số đang gia tăng một cách nhanh chóng, nhu cầu lương thực, thực phẩm và chất đốtcũng gia tăng đến mức báo động Sự gia tăng này cùng với tình trạng suy thoái dầnnhững vùng đất đai thích hợp cho canh tác đã nảy sinh nhu cầu mở rộng diện tíchtrồng trọt ở những vùng đất kém thích hợp cho sản xuất nông nghiệp, hoặc là nhữngvùng có điều kiện sinh thái mẫn cảm dễ bị huỷ hoại Hàng năm, trong tổng số 1,5 tỷ hađất nông nghiệp của thế giới thì có khoảng 5 - 7 triệu ha bị bỏ hoang do xói mòn hoặcthoái hoá

Đứng trước những thử thách nói trên, các tổ chức quốc tế và các nhà khoa học ởnhiều quốc gia đã tiến hành điều tra và đánh giá tài nguyên đất không chỉ trên quy môtừng quốc gia, mà còn trên phạm vi toàn cầu Từ năm 1960, Hiệp hội Khoa học ĐấtQuốc tế (International Society of Soil Science - ISSS) đã đề xuất một dự án điều tra tàinguyên đất trên toàn thế giới, kết quả của dự án này là sự xuất hiện của Bản đồ Đất thếgiới năm 1969, 1974, 1988 và các báo cáo về tài nguyên đất thế giới của FAO (1961 -1988) Những nghiên cứu nói trên là cơ sở cho việc xây dựng các chính sách phát triển

và tối ưu hoá sử dụng đất đai trên phạm vi toàn thế giới

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, khái niệm về "khả năng bền vững"(Sustainability) được sử dụng để đánh giá việc quản lý các nguồn tài nguyên tự nhiêncho sản xuất nông nghiệp (TAC, 1988) Khả năng của tài nguyên đất đai được xem xétmột cách tổng hợp trên nhiều yếu tố có tính tương hỗ về tự nhiên, kinh tế, xã hội, nhằm đánh giá khả năng thích hợp tương đối của đất đai đối với các kiểu sử dụng khácnhau, sao cho đáp ứng được nhu cầu và mục tiêu của người sử dụng đất cũng như củacộng đồng tại chỗ Xuất phát từ nhu cầu đó, tiến trình "Đánh giá khả năng thích hợpđất đai" ra đời và phương pháp cơ bản về "Đánh giá đất đai" (Land Evaluation) đãđược FAO hoàn chỉnh để triển khai ở nhiều quốc gia trên thế giới với một số hướngdẫn chi tiết (FAO, 1976, 1983, 1985, 1991, 1992, 1993, )

Ở Việt Nam, theo số liệu của Bộ Tài nguyên và Môi trường (tháng 11/2007),diện tích đất sản xuất nông nghiệp hiện nay là 9,42 triệu ha (chiếm 28,4% diện tích tự

nhiên), đã tăng khoảng 2,4 triệu ha so với năm 1990 Song song với việc khai hoang

mở rộng đất nông nghiệp, hàng năm ước tính có khoảng 20 - 25 ngàn ha đất nôngnghiệp bị mất đi do tốc độ đô thị hoá và phần lớn trong số này thường tập trung dọctheo các sông - rạch - kênh đào - quốc lộ, là nơi có tiềm năng sản xuất cao nhất Vớitốc độ đô thị hoá hiện nay, vào cuối thế kỷ này nước ta sẽ mất đi ít nhất khoảng 1 triệu

ha đất nông nghiệp Trong khi đó, chúng ta có 4,7 triệu ha đất hoang hoá và đồi núitrọc, nhưng chỉ còn khoảng 100 nghìn ha có thể đưa vào sản xuất nông nghiệp Cũngnhư các nước đang phát triển khác, Việt Nam đã và đang đối mặt với áp lực tăng dân

số cũng như tăng nhu cầu lương thực, việc duy trì và mở rộng diện tích đất nôngnghiệp ở nước ta là một nhu cầu cấp bách, nhưng đồng thời cũng phải có chiến lược sửdụng đất hợp lý để ngăn chặn suy thoái tài nguyên đất đai Với nhu cầu đó, công tácđiều tra và đánh giá khả năng sử dụng tài nguyên đất ở Việt Nam đã được thực hiện từrất lâu Từ những năm 1945 đến nay, đã có hàng loạt các công trình nghiên cứu củacác nhà khoa học thuộc nhiều thế hệ nối tiếp nhau ở cả 2 miền Nam - Bắc(V.M.Fridland, F.R Moormann, Lê Duy Thước, Vũ Ngọc Tuyên, Trần Khải, CaoLiêm, Tôn Thất Chiểu, Trương Đình Phú, Châu Văn Hạnh, Thái Công Tụng, ).Những nghiên cứu trên không những đã làm sáng tỏ các đặc điểm và tính chất của tàinguyên đất đai ở nhiều vùng lãnh thổ của nước ta, mà còn đưa ra phương hướng lợidụng và khai thác hợp lý tiềm năng đất nông nghiệp ở Việt Nam

Sử dụng đất đai hợp lý và lâu bền là một vấn đề đang được nhiều quốc gia trênthế giới quan tâm giải quyết Đặc biệt ở các nước đang phát triển trong đó có ViệtNam, nơi mà quá trình khai thác tài nguyên đất chưa hợp lý đang diễn ra ở mức độ báođộng

Đất đai là tài nguyên hạn chế, hiện tại cũng như trong tương lai, diện tích đất

sử dụng cho nông - lâm nghiệp vẫn chiếm tỷ trọng lớn, trong đó nông nghiệp làngành sử dụng diện tích đất đai lớn nhất trong các ngành kinh tế để sản xuất ra lươngthực, thực phẩm phục vụ cho con người

Vì vậy, việc đánh giá đúng thực trạng nguồn tài nguyên đất phục vụ sử dụng đấtbền vững và mang lại hiệu quả kinh tế cao là một vấn đề cấp bách ở nước ta trong giaiđoạn hiện nay

1.3 Các nghiên cứu về đánh giá đất đai

Việc nghiên cứu tài nguyên đất đai không những dừng lại ở bước thống kê tàinguyên đất mà còn thực hiện việc đánh giá khả năng thích hợp của đất đai để đề xuất

sử dụng đất hợp lý

1.3.1 Đánh giá thích hợp đất đai trên thế giới và thực sự ra đời phương pháp đánh giá thích hợp đất đai của FAO

Từ những thập niên 50 của thế kỷ trước, việc đánh giá khả năng sử dụng đất vànước xem như là bước nghiên cứu kế tiếp công tác nghiên cứu đặc điểm đất Xuất phát

từ các nghiên cứu riêng lẻ của từng quốc gia, về sau phương pháp đánh giá đất đai củanhiều khoa học hàng đầu thế giới và tổ chức quốc tế đã quan tâm và đặc biệt gần gũivới các nhà quy hoạch, người hoạch định chính sách đất đai và người sử dụng Nhữngnghiên cứu và các hệ thống đánh giá đất đai sau đây khá phổ biến:

- Phân loại khả năng đất có tưới (Irrigation land suitability classification) củaCục cải tạo đất đai - Bộ nông nghiệp Mỹ (USBR) biên soạn năm 1951 Phân loại gồm

6 lớp (classes), từ lớp có thể trồng trọt được (Arable) đến lớp có thể trồng trọt đượcmột cách có giới hạn (Limited arable) đến lớp không thể trồng trọt được (Non-arable).Trong phân loại này, ngoài đặc điểm về đất đai, một số chỉ tiêu kinh tế cũng được xemxét chỉ giới hạn trong phạm vi thuỷ lợi

- Phân hạng khả năng đất đai (The land capability classification) do Cơ quanbảo vệ đất - Bộ Nông nghiệp Mỹ soạn thảo (gọi tắt là USDA) năm 1961 Mặc dù hệthống này được xây dựng riêng cho điều kiện nước Mỹ, nhưng những nguyên lý của

nó được ứng dụng ở nhiều nước Trong đó, phân hạng đất đai chủ yếu dựa vào nhữnghạn chế của đất đai gây trở ngại đến sử dụng đất, những hạn chế khó khắc phục cầnphải đầu tư vốn, lao động kỹ thuật… mới có thể khắc phục được Hạn chế được chiathành 2 mức: hạn chế tức thời và hạn chế lâu dài Đất đai được xếp hạng chủ yếu dựavào hạn chế lâu dài (vĩnh viễn) Hệ thống đánh giá đất đai chia làm 3 cấp: lớp (class),lớp phụ (sub-class) và đơn vị (unit) Đất đai được chia làm 8 lớp và hạn chế tăng dần

từ lớp I đến lớp VIII, từ lớp I đến lớp VI có khả năng sử dụng cho nông – lâm nghiệp,lớp V đến với VII chỉ có thể sử dụng lâm nghiệp, lớp VIII chỉ sử dụng cho các mụcđích khác Đây là một trong những cách tiếp cận trong đánh giá đất đai, có quan tâmđến các yếu tố hạn chế và hướng khắc phục các hạn chế; có xét đến vấn đề kinh tế - xãhội ảnh hưởng đến sử dụng đất

- Phương pháp đánh giá phân hạng đất ở Liên Xô cũ và các nước Đông Âu: từthập niên 60, việc phân hạng và đánh giá đất đai cũng được thực hiện, quá trình nàyđược chia làm 3 bước: (i) Đánh giá lớp phủ thổ nhưỡng; (ii) Đánh giá khả năng sảnxuất (kết hợp xem xét các yếu tố khí hậu, địa hình,…); (iii) Đánh giá đất đai dựa vàokinh tế (chủ yếu là khả năng sản xuất hiện tại của đất đai) Phương pháp này quan tâmchủ yếu đến tố tự nhiên, có xem xét về khía cạnh kinh tế - xã hội trong sử dụng đất đainhưng chưa đầy đủ

- Ngoài ra, ở Anh, Canada, Ấn Độ,… đều phát triển hệ thống đánh giá đất đai,

đa số dựa trên yếu tố thổ nhưỡng để phân cấp đất đai cho các mục tiêu sử dụng đất

Đến cuối thập niên 60, nhiều quốc gia đã phát triển hệ thống đánh giá đất đaicho riêng mình (các tiêu chuẩn dùng cho đánh giá cũng như kết quả rất khác nhau),điều này làm cho việc trao đổi kết quả đánh giá đất trên thế giới gặp nhiều khó khăn.Năm 1976, phương pháp đánh giá đất của FAO (A framework for land evaluation,FAO) ra đời, nhằm thống nhất các tiêu chuẩn đánh giá đất đai trên toàn thế giới Bêncạnh đánh giá tiềm năng đất còn đề cập đến vấn đề kinh tế xã hội của từng loại sửdụng đất

Bên cạnh đó, FAO cũng đã ấn hành một số hướng dẫn khác về đánh giá khảnăng thích hợp đất đai cho từng đối tượng

- Đánh giá đất đai cho nông nghiệp nhờ mưa (Land evaluation for rainedagriculture, 1983)

- Đánh giá đất đai cho nông nghiệp có tưới (Land evaluation for irrigatedagriculture, 1985)

- Đánh giá đất cho đồng cỏ quảng canh (Land evaluation for extensive gazing,1989)

- Đánh giá đất đai cho sự phát triển (Land evaluation for development, 1990)

- Đánh giá đất đai và phân tích hệ thống canh tác phục vụ quy hoạch sử dụngđất (Land evaluation and farming system analysis for land use planning, Frameworkfor land evaluating sustainable management, 1993)

Thực chất, đây là một tập hợp các hướng dẫn về phương pháp luận, có thể ứngdụng trong bất kỳ dự án nào và ở bất kỳ tỷ lệ nào Bên cạnh việc đánh giá tiềm năngcủa đất đai, đánh giá thích hợp đất đai còn đề cập đến các thông tin về kinh tế - xã hội

và kỹ thuật canh tác của từng loại sử dụng cụ thể, cung cấp thông tin cho nhà quyhoạch lựa chọn phương án sử dụng đất hợp lý

Ngay từ khi mới được công bố, hướng dẫn của FAO đã được áp dụng trong một

số dự án phát triển Hầu hết các nhà đánh giá đều công nhận tầm quan trọng của nó đốivới sự phát triển của chuyên ngành đánh giá đất đai Hiện nay, công tác đánh giá đấtđai được thực hiện ở nhiều quốc gia và trở thành một khâu quan trọng trong công táclập quy hoạch sử dụng đất vùng lãnh thổ

1.3.2 Đánh giá đất đai ở Việt Nam

Ở Việt Nam khái niệm về phân hạng đất đã có từ lâu qua việc phân chia “tứhạng điền, lục hạng thổ” để thu thuế Công tác đánh giá, phân hạng đất đã được nhiều

cơ quan khoa học nghiên cứu và thực hiện như: Tổng cục quản lý ruộng đất, cáctrường Đại học nông nghiệp Luật thuế sử dụng đất của Nhà nước cũng dựa trên cơ sởđánh giá phân hạng đất Đặc biệt, Viện QH&TKNN trong nhiều năm qua đã thực hiệnnhiều công trình, đề tài nghiên cứu về đánh giá đất đai Công tác được triển khai rộngrãi trên toàn quốc, từ phân hạng đất tổng quan trên toàn quốc (Tôn Thất Chiểu, HoàngNgọc Toàn, 1980 - 1986) đến các tỉnh/thành và các địa phương, với nhiều đối tượngcây trồng, nhiều vùng chuyên canh và các dự án đầu tư Đánh giá đất đai trở thành quyđịnh bắt buộc trong công tác quy hoạch sử dụng đất.

+ Từ đầu những năm 1970, Bùi Quang Toản cùng nhiều nhà khoa học của ViệnThổ nhưỡng Nông hoá (Vũ Cao Thái, Nguyễn Văn Thân, Đình Văn Tỉnh…) đã tiếnhành công tác đánh giá phân hạng đất đai ở 23 huyện, 286 hợp tác xã và 9 vùngchuyên canh Quy trình này bao gồm 4 bước: (1) Thu thập tài liệu, (2) Vạch khoanhđất, (3) Đánh giá và phân hạng chất lượng đất và (4) Xây dựng bản đồ phân hạng đất.Các yếu tố được sử dụng trong phân hạng đất đai vùng đồng bằng gồm: loại đất, độdày tầng đất, độ chặt, độ xốp, hạn, úng, mưa, mặn, chua… Các yếu tố đó được chiathành 4 mức thích hợp là tốt, khá, trung bình và yếu kém

Về phân hạng, đất được chia thành 4 hạng từ hạng I đến hạng IV theo thứ tự từ tốtđến xấu Quy trình này đã được áp dụng trong một thời gian dài Tuy nhiên, vấn đề kinh tế

và môi trường chưa được nghiên cứu sâu

+ Thực hiện Chỉ thị 299/TTg của Chính phủ, Tổng cục quản lý ruộng đất đã banhành dự thảo phương pháp phân hạng đất (Tổng cục quản lý Ruộng đất, 1981) Việcphân hạng phải dựa trên các cơ sở: (1) Vùng địa lý thổ nhưỡng, (2) Loại và nhóm câytrồng, (3) Đặc thù của địa phương, (4) Trình độ thâm canh, (5) Mối tương quan vớinăng suất cây trồng Đây là tài liệu hướng dẫn vừa mang tính khoa học vừa mang tínhthực tiễn, có thể áp dụng trên diện rộng

+ Phân loại khả năng thích hợp đất đai (land suitability classification) của FAO

đã được áp dụng đầu tiên trong nghiên cứu “Đánh giá và quy hoạch sử dụng đất hoangViệt Nam” (Bùi Quang Toản và nnk, 1986) Tuy nhiên, trong nghiên cứu này việcđánh giá chỉ dựa vào các điều kiện tự nhiên (thổ nhưỡng, điều kiện thuỷ văn, khả năngtưới tiêu và khí hậu nông nghiệp) và phân cấp dừng lại ở cấp phân vị thích nghi(Suitable class)

+ Đánh giá phân hạng đất khái quát toàn quốc (Tôn Thất Chiểu và nnk, 1986)được thực hiện ở tỷ lệ 1/1.500.000 dựa trên phân loại khả năng đất đai (land capabilityclassification) của Bộ Nông nghiệp Mỹ, chỉ tiêu sử dụng là đặc điểm thổ nhưỡng vàđịa hình Mục tiêu nhằm sử dụng đất đai tổng hợp, có 7 nhóm đất được phân chia theo

mức độ hạn chế, trong đó 4 nhóm đầu có thể sử dụng cho nông nghiệp, nhóm kế tiếp

có khả năng cho lâm nghiệp và nhóm cuối cùng có thể sử dụng cho các mục đích khác

+ Trong chương trình 48C, do Vũ Cao Thái (Viện Thổ nhưỡng Nông hoá) chủtrì đã nghiên cứu phân hạng đất Tây Nguyên cho cây cao su, chè, cà phê và dâu tằm

Đề tài đã vận dụng phương pháp đánh giá khả năng thích hợp đất đai của FAO theokiểu định tính để đánh giá khái quát tiềm năng đất đai của vùng Trong đề tài này, việcphân cấp được dừng lại ở cấp phân vị là lớp thích hợp với 4 cấp: rất thích hợp (S1),thích hợp (S2), ít thích hợp (S3), không thích hợp (N)

Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra được chỉ tiêu và tiêu chuẩn đánh giá, phânhạng đất cho từng loại đất trồng, nhưng các chỉ tiêu đơn thuần thiên về thổ nhưỡng,chưa đề cập đến vấn đề khí hậu, thuỷ văn và các điều kiện kinh tế xã hội cũng như tácđộng môi trường

+ Năm 1990, Viện kinh tế Kỹ thuật Cao su thuộc Tổng cục Cao su Việt Nam đãthực hiện đề tài: “Đất trồng cao su” mã số 40A - 02.01 do Võ Văn An chủ trì (1990).Trong đề tài này, tác giả đã ứng dụng nguyên tắc phân hạng của FAO để đánh giá vàphân loại đất trồng cao su ở Tây Nguyên và Đông Nam Bộ

+ Từ năm 1992, phương pháp đánh giá đất đai của FAO và các hướng dẫn tiếptheo (1983, 1985, 1992) được Viện QH&TKNN áp dụng rộng rãi trong các dự án quyhoạch phát triển ở các huyện và tỉnh ĐBSCL Bước đầu cho thấy tính khả thi rất cao

và đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (NN&PTNT) xác nhận như mộttiến bộ khoa học kỹ thuật và cho áp dụng rộng rãi trong toàn quốc (Hội nghị đánh giáđất đai do Viện QH&TKNN và Vụ Khoa học và Đào tạo - Bộ NN&PTNT tổ chức tại

Hà Nội (9 - 10/1/1995) Hội nghị này cho thấy một số kết quả sau:

- 7 vùng kinh tế của toàn quốc (Vùng Tây bắc, Đông bắc, Đồng bằng sôngHồng, Tây Nguyên, Duyên hải Nam Trung bộ và Đồng bằng sông Cửu Long) đã đượcđánh giá đất đai trên bản đồ tỷ lệ 1/250.000 (Trần An Phong, Phạm Quang Khánh,Nguyễn Văn Nhân, Nguyễn Khang, Phạm Dương Ưng, Đỗ Đình Đài, Nguyễn VănTân, Nguyễn Tuấn Anh và ctg, 1993 – 1994)

- Một số tỉnh đã có bản đồ đánh giá đất đai theo phương pháp của FAO, tỷ lệ1/50.000 và 1/100.000 như: Hà Tây (Phạm Dương Ưng và ctg, 1994), Ninh Bình (BùiThị Ngọc Dung, 1994), Bình Định (Trần An Phong, Nguyễn Chiến Thắng, 1994); GiaLai – Kon Tum (Trương Đình Tuyển, 1994); Bình Phước (Phạm Quang Khánh, 1999);

Bà Rịa - Vũng Tàu (Phạm Quang Khánh, Phan Xuân Sơn, 2000); Bạc Liêu (NguyễnVăn Nhân, 2000); Cà Mau (Phạm Quang Khánh, 2001)

- Ở quy mô cấp huyện và các dự án khả thi, tỷ lệ bản đồ là 1/50.000, 1/25.000

và 1/10.000: các huyện và xã vùng tái định cư vùng lòng hồ thuỷ điện Sơn La, dự ánphát triển nguồn nước Srepok - Đăc Lăc, dự án đa mục tiêu Ea Soup, dự án cơ sở hạtầng huyện Nam Đàn - Nghệ An

Đặc biệt là ba tài liệu đã được công bố chính thức về các kết quả nghiên cứu ápdụng phương pháp điều tra và đánh giá đất của FAO trong điều kiện Việt Nam:

(1) Đánh giá đất toàn quốc được trình bày trong tài liệu: Đánh giá hiện trạng sửdụng theo quan điểm sinh thái và phát triển bền vững (Trần An Phong, sách chuyênkhảo, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội 1995)

(2) Đánh giá đất đai cho một vùng được trình bày trong tài liệu: Tài nguyên đấtvùng Đông Nam bộ, hiện trạng và tiềm năng (Phạm Quang Khánh, sách chuyên khảo,Nhà xuất bản Nông nghiệp, 1995)

(3) Đánh giá đất đai cho một tỉnh được trình bày trong tài liệu: Điều tra, đánhgiá tài nguyên đất theo phương pháp FAO/UNESCO và quy hoạch sử dụng đất trên địabàn một tỉnh (lấy Đồng Nai làm ví dụ) (Vũ Cao Thái, Phạm Quang Khánh, NguyễnVăn Khiêm; sách chuyên khảo, Nhà xuất bản Nông nghiệp, 1997)

Cho đến năm 1997, phương pháp xác định hạng theo điều kiện giới hạn đã trởthành phổ biến và được thực hiện rộng rãi trong cả nước Tuy nhiên, việc áp dụng cónảy sinh 2 khuynh hướng:

+ Hoàn toàn máy móc, không xem xét điều chỉnh các yếu tố tham gia địnhhạng, nhất là các yếu tố ít quan trọng có thể linh động được nên dẫn đến kết quả thiếuchính xác, không đúng với thực tế

+ Tự điều chỉnh một cách tuỳ tiện, không đề ra các quy định và giải thích chitiết dẫn đến kết quả xác định bị gò ép, đồng thời hệ thống các chỉ tiêu và số liệu khôngđồng nhất

Trên cơ sở tiếp thu phương pháp phân hạng đánh giá đất đai của FAO và tổngkết kinh nghiệm phân hạng đất đai trước kia ở nước ta, Viện QH&TKNN đã biênsoạn:"Quy trình đánh giá đất đai phục vụ nông nghiệp – 10TCN, 1998" Quy trình này

đã được Bộ NNN&PTNT phê duyệt và ban hành thành quy trình cấp ngành nhằmthống nhất nội dung, phương pháp phân hạng đánh giá tài nguyên đất phục vụ quyhoạch sử dụng đất bền vững trên phạm vi cả nước

- Trong các năm từ 2002 - 2005, Tổng cục Địa chính nay là Bộ Tài nguyên vàMôi trường đã thực hiện chương trình: "Xây dựng mô hình chuyển dịch cơ cấu sửdụng đất đai phục vụ yêu cầu công nghiệp hoá - hiện đại hoá nông nghiệp nông thôn"

tại 7 huyện đại diện cho 7 tỉnh thuộc 7 vùng kinh tế nông nghiệp (KTNN) là: Mèo Vạc(Hà Giang), Đan Phượng (Hà Tây), Từ Sơn (Bắc Ninh), Quảng Trạch (Quảng Bình),Krong Pa (Gia Lai), Thoại Sơn (An Giang) Chương trình này đã vận dụng:"Quy trìnhđánh giá đất đai phục vụ nông nghiệp" do Bộ NN&PTNT ban hành để tiến hành đánhgiá đất đai ở quy mô cấp huyện làm cơ sở cho việc đề xuất chuyển đổi cơ cấu sử dụngđất hợp lý Do có được một quy trình đánh giá đất đai hoàn chỉnh nên các bản đồ đượcxây dựng đồng bộ theo một trình tự thống nhất bao gồm hệ thống các bản đồ và số liệu

đi kèm có chất lượng tốt hơn, là cơ sở khoa học để thực hiện việc chuyển dịch cơ cấu

sử dụng đất đai ở 7 huyện

1.4 Các nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai

1.4.1 Ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai trên thế giới

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã bắt đầu xuất hiện vào cuối năm 1960 và đếnnay đã phát triển hoàn chỉnh với khả năng thu nhận, lưu trữ, truy cập, xử lý, phân tích

và cung cấp thông tin cần thiết để hỗ trợ quá trình ra quyết định trong nhiều lĩnh vựckhác nhau, đặc biệt trong lĩnh vực đánh giá đất đai phục vụ cho phát triển sản xuấtnông lâm nghiệp, cụ thể như sau:

- GIS đã được ứng dụng khá rộng rãi trong đánh giá đất đai ở các trường đạihọc cũng như các cơ quan nghiên cứu đất đai tại Mỹ, đặc biệt ở trường đại họcCornell

- Hệ thống thông tin Tài nguyên Úc (ARIS): Hệ thống này được thực hiện từnăm 1970 nhằm hỗ trợ cho việc quyết định các vấn đề về sử dụng tài nguyên, trong đó

có tài nguyên đất

- Trên quy mô toàn thế giới, FAO (1983) đã ứng dụng GIS trong mô hình phânvùng sinh thái nông nghiệp (Agro - Ecological Zone - AEZ) để đánh giá đất đai thếgiới ở tỷ lệ 1/5.000.000

- Ở Hà Lan, trong dự án đánh giá thích hợp đất đai cho khoai tây (Van Lanen,1992), đã ứng dụng GIS cùng với phương pháp đánh giá đất đai kết hợp giữa chấtlượng và định lượng, kết quả 65% diện tích đất thích hợp cho trồng khoai tây

- Tại Tanzania- Châu Phi, Boje (1998) đã ứng dụng GIS để đánh giá thích hợpđất đai cho 9 loại cây lương thực cho vùng đất trũng ở phía Đông bắc Tanzania, tìm ranhững vùng đất thích hợp cho trồng cây lương thực và những vùng không thể trồngđược do bị ảnh hưởng rất nặng về khí hậu

- Ở Anh đã ứng dụng GIS và phương pháp đánh giá đất của FAO để đánh giáđất đai cho khoai tây ở khu vực Stour Catchment - Kent (Harian F.Cook et.al, 2000),

đã xây dựng bản đồ đơn vị đất đai trên cơ sở lớp thông tin chuyên đề: khí hậu, đất, độdốc, pH và các thông tin về vụ mùa đối chiếu với yêu cầu sử dụng đất của khoai tây đểlập bản đồ thích hợp Kết quả, toàn vùng có 10% diện tích thích hợp cao, 47,7% diệntích thích hợp trung bình, 36,9% diện tích thích hợp và 5,4% diện tích không thíchhợp.

Tại Thái Lan, Đại học Yakohama - Nhật Bản và Viện Kỹ thuật Châu Á (AIT,1995) đã ứng dụng GIS và phương pháp đánh giá đất của FAO để đánh giá khả năngthích hợp đất đai cho 4 loại sử dụng đất: ngô, sắn, cây ăn quả và đồng cỏ cho vùngMuaklek - Cao nguyên Trung bộ - Thái Lan Trong đó, đã đưa vào đánh giá tương đốiđầy đủ các khía cạnh: tự nhiên, kinh tế, xã hội và môi trường để đề xuất sử dụng đấttheo hướng bền vững Năm 1997, Đại học Khon Ken đã ứng dụng GIS để xây dựng

mô hình đánh giá khả năng thích hợp đất đai cho cây lúa vùng hạ lưu sông Nam Phong

ở phía Bắc Thái Lan Mô hình phân tích không gian trong GIS có khả năng đánh giáthích hợp với độ chính xác cao, có tham chiếu đến năng suất lúa trong quá trình phâncấp thích hợp Bên cạnh đó, có nhiều dự án ứng dụng đất nông lâm nghiệp

- Hệ thống sử dụng đất đai tổng hợp tại Singapore đã cung cấp các thông tin vềtình hình pháp lý, quy hoạch…, và cả phân vùng thích hợp đất đai cho sản xuất nônglâm nghiệp

- Hệ thống khảo sát đất đai ở Malaysia được thành lập để phục vụ sản xuất nôngnghiệp cho các bang (Price S.1995)

- Tại Philippines, nhiều nghiên cứu về ứng dụng GIS để đánh giá tiềm năngthích hợp đất đai cũng đã được thực hiện (Godilano, E, C, 1993) nhằm cung cấp thôngtin đầy đủ và chính sách cho những nhà quản lý, quy hoạch, nhà đầu tư… làm nền tảngđúng đắn cho việc đưa ra quyết định hợp lý, do vậy đạt được hiệu quả kinh tế - xã hội

- Hệ thống thông tin tài nguyên đất của các quốc gia Địa Trung Hải và Scotland(1988) đã xác định các khu vực phù hợp cho sản xuất nông lâm nghiệp

- GIS cũng được ứng dụng rất hiệu quả trong nghiên cứu tài nguyên đất đai củanhiều quốc gia: Nepal (Madan P.Pariyar và Gajendra Singh, 1994), Jordan Machin J,1997), Philippines (Balibas) Dùng ảnh viễn thám Landsat để xây dựng các loại bảnđồ: hiện trạng, thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ lợi…, dùng GIS để tiến hành đánh giá đấtđai trên cơ sở các thông tin đã xây dựng từ viễn thám

- Ở Thái Lan, nhiều nghiên cứu tích hợp GIS và viễn thám trong đánh giá đấtđai dựa theo phương pháp đánh giá đất đai của FAO: xây dựng bản đồ thích hợp từ ảnhLandsat và GIS cho tỉnh Udon Thani (C.Mongkolsawat et, al…, 1991); đánh giá khảnăng thích hợp đất đai cho cây trồng ở vùng cao nguyên phía Bắc Thái Lan

(Liengsakul et, al,…, 1993); đánh giá đất nông nghiệp cho lưu vực sông SakonNakhon (C Mongkolsawat và Kutawutinan, 1999) Các nghiên cứu trên đều dùng RS

để xây dựng các lớp thông tin chuyên đề, hiện trạng sử dụng đất, thổ nhưỡng, thuỷvăn,… Sau đó dùng GIS để chồng xếp các lớp thông tin chuyên đề tạo ra bản đồ tàinguyên đất đai, đối chiếu yêu cầu sinh thái của từng loại cây trồng ở vùng nghiên cứu(chọn từ lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất được sử dụng từ ảnh viễn thám) để xâydựng khả năng thích hợp đất đai cho cây trồng

Nhiều nghiên cứu khác cũng đã tích hợp GIS và viễn thám như là công cụ rấthữu ích trong quá trình đánh giá đất đai: ở Nepal đã ứng dụng GIS và viễn thám lậpbản đồ xói mòn đất và đánh giá đất đai cho lưu vực Phewa thuộc huyện Kaski-Nepal(Krishna P Pradhan, 1989) Tại Jordan đã ứng dụng GIS và viễn thám để xây dựngbản đồ hiện trạng và bản đồ đánh giá thích hợp cho vùng cao nguyên phía Bắc Jordan(Hussein Harahshed, 1994)

Ứng dụng GIS và hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning Systems)trong đánh giá đất đai:

Bộ Nông nghiệp Mỹ đã ứng dụng GIS và GPS để đánh giá tài nguyên đất đaicho vùng Đông Bắc Nevada Trong đó, dùng GPS để kiểm tra và cập nhật các lớpthông tin đã xây dựng trong hệ GIS: lớp hiện trạng sử dụng đất, lớp thổ nhưỡng, lớpthuỷ văn, lớp giao thông…và các lớp thông tin về kinh tế xã hội, sau đó dùng GIS đểtiến hành đánh giá khả năng thích nghi đất đai cho sản xuất nông nghiệp theo phươngpháp của FAO (N Chrystine Olsen, 1991)

Ứng dụng GIS và mạng nơron nhân tạo (Artificial Neural Network - ANN)trong đánh giá đất đai

Ở Philippines, Đại học quốc gia Cavite đã nghiên cứu ứng dụng GIS và ANNtrong đánh giá đất đai cho tỉnh Quirino (Joel C Bandibas, 1998):

- Dùng GIS để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai với 6 tính chất: (1) khí hậu; (2)địa hình; (3) độ ẩm đất; (4) thành phần cơ giới; (5) độ phì; (6) độ mặn

- Ứng dụng ANN để mô phỏng phân loại thích hợp đất đai theo phương phápcủa FAO, xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên gia (Database expert’s knowlegde base) vềphân cấp thích hợp và yêu cầu sử dụng đất của các loại sử dụng đất được đánh giá

- ANN có 3 lớp: lớp đầu vào (input layer), lớp ẩn, (hidden layer) và lớp đầu ra(output layer) Trong lớp đầu vào có 6 nút (tương ứng với 6 tính chất đất đai chọn đểxây dựng bản đồ đơn vị đất đai) và 4 nút đầu ra tương ứng với 4 cấp: rất thích hợp(S1), thích hợp trung bình (S2), ít thích hợp (S3) và không thích hợp (N)

- Khi LUT nào đó đưa vào đánh giá, 6 tính chất đất đai được đưa vào (input) 6nút ở lớp đầu vào, sau đó mạng sẽ truy vấn với cơ sở dữ liệu trong mạng và đưa ra kếtquả ở lớp đầu ra với 4 cấp thích hợp (S1, S2, S3, N) và GIS kết nối với dữ liệu đầu racủa ANN để thể hiện kết quả đánh giá thích hợp.

Hiện nay, hầu hết các nước trên thế giới đã ứng dụng GIS trong nghiên cứu đấtđai Ứng dụng GIS trong lĩnh vực này đã đem lại kết quả vô cùng to lớn, nó cung cấpthông tin kịp thời, đầy đủ và chính xác cho các nhà quản lý ra quyết định hợp lý phục

vụ chiến lược phát triển kinh tế xã hội bền vững

1.4.2 Ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai ở Việt Nam

Ở Việt Nam, công nghệ GIS mới được biết đến vào đầu thập niên 90 Ứng dụngđầu tiên của GIS trong nghiên cứu tài nguyên đất đai ở Đồng bằng sông Hồng, kết quả

đã xây dựng “bản đồ sinh thái Đồng bằng sông Hồng, tỷ lệ 1/250.000” (ViệnQH&TKNN, 1990) Tiếp sau đó, GIS đã được ứng dụng rộng rãi trong việc xây dựngcác lớp thông tin chuyên đề: thổ nhưỡng, sử dụng đất, thuỷ lợi phục vụ cho nghiêncứu tài nguyên đất đai, quy hoạch sử dụng đất

Phân Viện QH&TKNN đã ứng dụng GIS để đánh giá đất đai cho tỉnh Đồng Nai(Phạm Quang Khánh và ctg, 1991 - 1993) theo phương pháp của FAO cho 7 loại hình

sử dụng đất chính: chuyên lúa, lúa + màu, chuyên màu, cây công nghiệp lâu năm, cây

ăn quả, thuỷ sản, lâm nghiệp Trong đó, đã ứng GIS để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai(LMU) với các tính chất: thổ nhưỡng, độ dốc, tầng dày, khả năng tưới, lượng mưa Đối chiếu giữa yêu cầu sử dụng đất và tính chất tự nhiên của từng LMU và xem xétthêm các vấn đề kinh tế - xã hội và môi trường của từng loại hình sử dụng đất, kết quảcho ra bảng thích hợp cây trồng, dùng GIS để biểu diễn kết quả bản đồ đánh giá thíchhợp (tỷ lệ 1/250.000) Tương tự, GIS cũng được ứng dụng trong nghiên cứu đánh giáđất đai ở tỷ lệ bản đồ 1/100.000 – 1/50.000: Phân vùng sinh thái nông nghiệp tỉnhĐăkLăk (Vũ Năng Dũng, Nguyễn Văn Nhân và ctg, 1998); Đánh giá đất đai tỉnh BìnhPhước (Phạm Quang Khánh và ctg, 1999); Đánh giá đất đai tỉnh Bạc Liêu (NguyễnVăn Nhân và ctg, 2000); Đánh giá đất đai 3 tỉnh Tây Nguyên: ĐăkLăk, GiaLai,KonTum (Viện QH&TKNN và Đại học Catholic – Leuven - Bỉ, 2000 – 2002); Điềutra đánh giá quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp tỉnh Hà Nam đến năm 2010 do ViệnThổ nhưỡng Nông hóa thực hiện trên toàn bộ 6 huyện thị của tỉnh ở bản đồ tỷ lệ1/10.000, sau đó tổng hợp lên bản đồ 1/25.000 toàn tỉnh (2000 – 2002); Đánh giá đấtlúa phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng tỉnh Quảng Trị (Nguyễn Văn Toàn và ctg,2003); Đánh giá đất lúa phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng tỉnh An Giang, tỉnh Long

An (Nguyễn Văn Nhân và ctg, 2003); Đánh giá đất lúa phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây

trồng tỉnh Hà Nam, Thái Bình và Hải Dương (Bùi Thị Ngọc Dung, Nguyễn ThanhXuân và ctg, 2003).

Ngoài ra, trong các chương trình sử dụng đất cấp tỉnh, huyện, xã ở các tỉnh:Đồng Nai, Lâm Đồng, Bình Phước, Long An, Cần Thơ, Bạc Liêu, Kiên Giang, ĐồngTháp, Cà Mau Phân Viện QH&TKNN đã ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai (theophương pháp của FAO) phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất, chủ yếu đánh giá thíchhợp cho cây trồng theo yếu tố tự nhiên

Bên cạnh đó còn có các nghiên cứu tích hợp GIS và viễn thám trong đánh giáđất đai, trong đó ứng dụng viễn thám để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất, từ đóchọn các loại sử dụng đất dựa vào mô hình ứng dụng GIS để đánh giá đất đai, đáng kểnhất là 2 nghiên cứu sau: (1) Đánh giá đất đai tỉnh Lâm Đồng (Trần An Phong và ctg,2001); (2) Đánh giá khả năng thích nghi đất đai với cây lúa vùng Tiền Giang, tác giảchỉ xây dựng mô hình đánh giá thích nghi tự nhiên (luận văn cao học, Trần Thị Vân,2002)

Hiện nay, hầu hết các nghiên cứu về đánh giá đất đai ở nước ta đều ứng dụngGIS, bước đầu vận dụng có kết quả các tiện ích sẵn có của GIS Tuy nhiên, việc ứngdụng GIS chỉ mới dừng lại ở mức xây dựng bản đồ đơn vị đất đai (dùng chức năngOVERLAY của GIS) và biểu diễn kết quả đánh giá thích hợp (bản đồ khả năng thíchhợp cây trồng) Các công đoạn đối chiếu giữa chất lượng hoặc tính chất đất đai và yêucầu sử dụng đất của cây trồng còn phải thực hiện bằng phương pháp cổ điển (bằngtay), sau đó nhập kết quả đánh giá thích hợp vào GIS để biểu diễn Các chỉ tiêu về kinh

tế (đầu tư, tổng giá trị sản phẩm, lãi, thu nhập,…) của các loại hình sử dụng đất cũngđược sử dụng riêng bên ngoài (bằng phần mềm Lotus 123, Quatro, Microsoft Excel)

Do đó, việc tự động hoá công đoạn đối chiếu giữa chất lượng hoặc tính chất đất đai vớiyêu cầu sử dụng đất và tự động tính toán hiệu quả kinh tế của các loại sử dụng đất làyêu cầu khách quan và cấp bách

1.5 Sử dụng các phần mềm đánh giá đất đai

1.5.1 Các phần mềm đánh giá đất đai trên thế giới

Đánh giá đất đai theo phương pháp của FAO bao gồm nhiều tính toán lặp đi lặplại nên bảng thích hợp không thể trình bày hết tất cả các tương tác giữa yêu cầu sửdụng đất của các loại sử dụng đất và các chất lượng hoặc tính chất đất đai Cách làmthủ công này thường tốn rất nhiều thời gian và dễ xảy ra sai sót Vì vậy, việc xây dựngcác phần mềm tự động hoá trong đánh giá đất đai và lưu lại các tương tác giữa LUR vàLQ/LC là sự phát triển tất yếu Trên thế giới có nhiều phần mềm đánh giá đất đai,nhưng đáng kể nhất là các phần mềm sau: LECS (Land Evaluation Computer System),

MicroLEIS (Land Evaluation Information System), AEZWIN (Agro-EcologicalZoning for Windows), @ RISK (Risk Analysis), ALES (Automated Land EvaluationSystem) và ILES (Integrated land Evaluation System).

(1) LECS là phần mềm tự động đối chiếu giữa tính chất đất đai và yêu cầu sửdụng đất của các loại sử dụng đất để cho ra kết quả thích hợp đất đai (Wood and Dent

1983, Purnell 1987) Tuy nhiên, LECS chỉ thực hiện thành công ở Indonesia và một

số vùng trên thế giới (Sumatra), vì các LUT và tính chất đất đai đã mặc định sẵntrong chương trình, không cho phép người sử dụng thay đổi các tính chất đất đaihoặc thêm các loại sử dụng đất vào mô hình đánh giá LECS cũng cung cấp cả cáchsuy luận để cho ra kết quả đánh giá thích hợp Người sử dụng không thể can thiệpvào quá trình ra quyết định phân cấp thích hợp cho các loại sử dụng đất

(2) MicroLEIS là hệ thống tương tác giữa phần mềm và dữ liệu được xâydựng sẵn cho vùng Địa Trung Hải Trong đó có module đánh giá thích hợp đất đaithực hiện trên cơ sở đất đai (thổ nhưỡng, khí hậu,…) được cài đặt trong moduleIn&Kno Đây là hệ thống vận hành rất hiệu quả cho vùng Địa Trung Hải (D.de laRosa, 1990 - 2002) Do MicroLECS được thiết kế cho vùng Địa Trung Hải nên cấutrúc dữ liệu về đất, khí hậu, cây trồng,…mang tính đặc trưng của vùng Vì vậy, cómột số điểm không phù hợp khi đem MicroLECS áp dụng cho các vùng khác

(3) AEZWIN là phần mềm hỗ trợ ra quyết định, nó được thiết kế để thực hiệnviệc phân tích đa tiêu chuẩn trong việc đánh giá tài nguyên đất đai cho mục đích quyhoạch phát triển nông nghiệp, G.Fisher và Antoine, 1994) AEZWIN là sản phẩm củachương trình hợp tác giữa FAO và IIASA (International Institute Applied SystemsAnalysis) Trong đó, xây dựng mô hình phân tích đa tiêu chuẩn (Multi-Criteria ModelAnalysis: MCMA) theo phương pháp phân vùng sinh thái nông nghiệp (Agro-Ecological Zoning - AEZ) của AFO AEZ bao gồm tính chất đất đai và phân loại tàinguyên đất đai dùng để đánh giá tiềm năng các hệ thống sản xuất nông nghiệp.MCMA dựa vào dữ liệu trong mô hình AEZ cùng với các yêu cầu tìm ra phương án sửdụng đất tối ưu Trong AEZWIN đánh giá việc sử dụng đất bền vững dựa vào các yếu

tố sau:

- Đặc trưng môi trường và các biện pháp sử dụng đất

- Lượng hoá có thể được các vùng sinh thái nông nghiệp trên cơ sở đó xác địnhđược các loại sử dụng đất thích hợp

- Xác định cơ cấu sử dụng đất tối ưu đáp ứng các mục tiêu về kinh tế - xã hội

Dữ liệu tài nguyên đất đai: nhiệt độ, lượng mưa, độ dốc, chế độ bức xạ, thổnhưỡng,… được xử lý bằng GIS để xây dựng bản đồ tài nguyên đất đai (đơn vị đất

đai), sau đó nhập (Import data) bảng tính chất đất đai và yêu cầu sử dụng đất của cácloại hình sử dụng đất vào AEZWIN, trong đó nó tự động đối chiếu và đánh giá thíchhợp thông qua module Create Suitability Table Kết quả đánh giá thể hiện lên bản đồ

ở dạng raster bằng module GIS Function Module MCMA chủ yếu tham gia phântích các kịch bản để đưa ra phương án sử dụng đất tối ưu AEZWIN với mục đíchđánh giá tài nguyên đất đai hướng đến sản xuất nông lâm nghiệp tối ưu, nhưngthường sử dụng cho vùng lãnh thổ có quy mô rộng lớn

(4) @ RISK được thiết kế bởi công ty Palisade- Mỹ, là phần mềm phân tích rủi

ro, có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: hàng không, tài chính, quân đội, tàinguyên môi trường,…

@RISK ứng dụng vào đánh dấu đất đai để phân tích rủi ro cho các yếu tố ảnhhưởng đến quá trình đề xuất sử dụng đất (thời tiết, thị trường,…) Trong điều kiện raquyết định (hiện tại) người đánh giá đất không biết thị trường của một loại sản phẩmnào đó sẽ biến đổi ra sao và thời tiết sẽ như thế nào,…dễ dẫn đến quyết định sai lầmnếu không dự tính được hết các trường hợp có thể xảy ra trong tương lai Trong điềukiện này @RISK cung cấp công cụ mô phỏng theo hình thức Monte Carlo để đưamột quyết định an toàn nhất Với @RISK sẽ trả lời được câu hỏi đại loại như: Tại saokhông trồng được cà phê trên vùng đất này? hoặc nếu trồng cà phê trên vùng đất nàythì cần những vấn đề gì về chính sách, thị trường, kỹ thuật Như vậy, @RISK chỉtham gia vào việc đề xuất sử dụng đất, công đoạn cuối cùng trong quy trình đánh giáđất đai

(5) ALES được xây dựng năm 1987 bởi Nhóm đất quốc tế tại đại học Cornell

-Mỹ, David G Rossiter là người thiết kế thống nhất chương trình, mùa hè năm 1988phát hành phiên bản đầu tiên ALES version 1.0, qua nhiều lần cập nhật ALES version4.65 được phát hành vào 12/1996 (cho đến nay đây là phiên bản mới nhất)

ALES là chương trình máy tính cho phép các nhà đánh giá xây dựng mô hìnhtheo hệ chuyên gia để đánh giá khả năng thích hợp của đất đai theo phương pháp FAO(Framework for land evaluation, FAO 1976)

Mục đích của ALES là cho phép các nhà đánh giá đất đối chiếu, giải thích cáctương tác giữa yêu cầu sử dụng đất và tính chất đất đai ALES không chứa bất kỳ mộtnguồn thông tin nào mà nó có cấu trúc để tích hợp kiến thức chuyên gia, kinh nghiệmcủa nông dân nhằm mô hình hoá sự phát triển của loại hình sử dụng đất được lựa chọn.ALES xây dựng phần khung chương trình, phần CSDL tuỳ thuộc vào mục đích củangười sử dụng Trong đó, cho phép nhập chất lượng hoặc tính chất đất đai, yêu cầu sửdụng đất và các loại sử dụng đất để đánh giá mức độ thích hợp của đất đai với các loại

sử dụng đất thông qua mô hình xây dựng cây quyết định (decision tree) Sau đó ALES

tự động đối chiếu (matching) giữa chất lượng hoặc tính chất đất đai với yêu cầu sửdụng đất theo phương pháp giới hạn lớn nhất (maximum limitation method) để đưa rakết quả đánh giá thích hợp (ALES sẽ được trình bày rõ hơn ở mục 2.2)

(6) ILES là chương trình nâng cấp ALES, David G Rossiter cũng là ngườithiết kế chương trình ILES, trong đó quan tâm đến các vấn đề chính: (i) Tích hợp vớiGIS; (ii) Liên kết với hệ cơ sở dữ liệu mạng: SQL server, Oracle,…(iii) ILES sẽ chạytrong môi trường Window 32 bit Dự án nâng cấp ALES đã khởi động vào tháng9/2002 và đến 6/2004 đã hoàn thành một số module, đang trong giai đoạn chạy thử,chưa công bố (David G Rossiter, 2004)

1.5.2 Nghiên cứu ứng dụng ALES trong đánh giá đất đai

ALES được ứng dụng rộng rãi trong công tác đánh giá đất ở nhiều quốc gia,hiện nay có khoảng 200 tổ chức (Bộ, Viện, Trường học,…) ứng dụng ALES tronggiảng dạy và nghiên cứu đánh giá đất đai theo phương pháp của FAO (ALESHomepage/ALES’ user David G Rossiter, 2004)

Trường đại học Wageningen - Hà Lan đã sử dụng ALES trong 2 dự án SOTER’

và NASTREC:

* SOTER (World Soils and Terrain Digital Database): là dự án xây dựng hệthống thông tin về đất đai trên toàn thế giới ở tỷ lệ 1/1.000.000 cho từng quốc gia và1/5.000.000 cho toàn cầu Trong đó, xây dựng mô hình ALES để đánh giá đất đai tựnhiên (trong mô hình có 2 LUT: lúa và ngô) Mô hình này được ứng dụng cho đánh giáđất đai ở Kenya (tỷ lệ 1/1.000.000), yêu cầu sử dụng đất và chất lượng đất đai quantâm đến các vấn đề sau: (1) độ ẩm; (2) dinh dưỡng đất; (3) xói mòn; (4) điều kiện pháttriển bộ rễ; (5) khả năng nảy mầm; (6) ngập lũ; (7) nhiễm mặn Bản đồ thích hợp đấtđai được chuyển sang GIS để biểu diễn (L.R Oldeman, 1994)

* NASREC (National Soils and Terrain Digital Database): là xây dựng hệ thống

cơ sở dữ liệu về đất cho các nước trên thế giới Trong đó, xây dựng mô hình ALES đểđánh giá nhanh khả năng thích hợp đất đai cho các loại cây trồng thông qua yếu tố giớihạn chính (major limitations), ALES có thể đọc trực tiếp dữ liệu từ hệ thống NASREC

để đối chiếu đưa ra kết quả đánh giá đất đai Mô hình này đã được ứng dụng cho đánhgiá tài nguyên đất đai cho 65 nước trên thế giới (Sjef kaufann,1995)

Ở Indonesia, ALES được ứng dụng trong các dự án đánh giá tài nguyên đất đai

và quy hoạch sử dụng đất (Land Resources Evaluation and Planning - LREP) cho 4triệu ha ở 27 quần đảo Các nhà đánh giá đất thuộc Trung tâm nghiên cứu khí hậu nôngnghiệp thổ nhưỡng (Centre for Soil&Agroclimate Research – CSAR) đã xây dựng mô

hình đánh giá đất đai cho các loại sử dụng đất nông nghiệp ở các cấp huyện và tỉnh.Tại Đại hội lần thứ 6 năm 1995, Hội khoa học Đất Indonesia đã kết luận ALES là mộtphần không thể thiếu trong công tác đánh giá đất đai Bộ Nông nghiệp Indonesia kếthợp với tác giả David G Rossiter (đại học Cornell- Mỹ) dịch ALES sang tiếngIndonesia để phổ biến rộng rãi ALES cho những người làm công tác đánh giá đất đai ởnước này (Marwan hendrisman, 1995).

Johnson và Cramb (1991) đã ứng dụng ALES kết hợp với quy hoạch tuyến tính

@RISK để đánh giá khả năng thích hợp đất đai phục vụ cho quy hoạch vùng nguyênliệu mía ở Queensland Trong đó, ALES được dùng để đối chiếu giữa LQ/LC và LUR

để đưa ra khả năng thích hợp đất đai của cây mía; dùng mô hình bài toán quy hoạchtuyến tính để đề xuất các phương án sử dụng đất; @RISK được dùng để phân tích rủi

ro về tài chính, lao động, thị trường Trên cơ sở đó chọn phương án sử dụng đất tối ưu

Ở Canada, ALES cũng được ứng dụng để đánh giá rủi ro về môi trường và tiềmnăng sản xuất, bản đồ đơn vị đất đai được xây dựng trên cơ sở các loại đất, bản đồtổng hợp được thể hiện trên ArcView Các nhà quy hoạch có thể dựa vào đó để biếtđược nơi nào cho năng suất cao và rủi ro về môi trường thấp để khuyến khích sản xuấthạn chế sản xuất ở những vùng cho năng suất thấp lại gây tổn hại đến môi trường(Lavoie, Suzanne et Nolin, Michel C, 1997)

Ở Philippines, ứng dụng ALES và viễn thám cho quy hoạch sử dụng đất, trong

đó viễn thám được dùng để xây dựng các lớp thông tin: khí hậu, đất, ngập lũ, hiệntrạng sử dụng đất,… từ đó chọn ra các loại sử dụng đất (LUT) tham gia vào đánh giáđất đai ALES sử dụng cho đánh giá khả năng thích hợp đất đai kết hợp với các yếu tốkinh tế - xã hội; dân số, cơ sở hạ tầng, (Chittleborough và Lewis, 1998)

ALES cũng được ứng dụng trong các nghiên cứu về tài nguyên đất ở nhiềuquốc gia: Đánh giá thích hợp đất đai cho trồng lúa mì ở vùng Lorrain - Pháp (Delesert,

E, 1993) và Uruguay (Mantel,S và Engelen, 1999); Đánh giá khả năng thích nghi tựnhiên các loại hình cây trồng nhiệt đới ở các vùng bán khô hạn thuộc lưu vực các sôngtrên lãnh thổ Columbia (Léon Perez, 1992); Đánh giá đất đai trong các dự án miềnTrung của Ethiopia (Yizengaw và Verheye, 1995); Đánh giá đất đai trong các dự áncủa FAO triển khai ở Costa Rica, Modămbic, Ecuador,

Như vậy, nghiên cứu về đất (soil) và đánh giá đất đai (land evaluation) là khâu

rất quan trọng trong công tác quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý tài nguyên đất đai, đãđược nhiều quốc gia và các tổ chức quốc tế quan tâm Hiện nay, có rất nhiều nghiêncứu đã ứng dụng công nghệ GIS vào lĩnh vực đánh giá thích hợp đất đai theo phươngpháp của FAO, trong đó:

- Đã ứng dụng GIS kết hợp với viễn thám và GPS để xây dựng, lưu trữ vàphân tích các thông tin về hiện trạng sử dụng đất, nước, khí hậu,… để xây dựng bản

đồ tài nguyên tổng hợp (bản đồ đơn vị đất đai và các loại bản đồ khác để phân tíchtiềm năng đất đai phục vụ cho sản xuất)

Công đoạn đối chiếu giữa chất lượng hoặc tính chất đất đai với yêu cầu sử dụngđất của các loại sử dụng đất để đánh giá khả năng thích hợp đất đai (FAO, 1976) đượcthực hiện bằng 4 cách chính: (1) Đối chiếu bằng phương pháp cổ điển (bằng tay); (2)Dùng chương trình mở rộng chạy trên nền GIS để tự động đối chiếu; (3) Ứng dụngmạng nơron nhân tạo; (4) Ứng dụng ALES (sau năm 1988)

- Kết quả đầu ra đều nhận vào GIS để biểu diễn bản đồ thích hợp đất đai, cóthể nhập trực tiếp vào GIS bằng tay (nếu công đoạn đối chiếu bằng cách 1) hay tựđộng xuất sang GIS thông qua trường khoá là đơn vị đất đai (nếu thực hiện theo cách

2, 3, 4) Trong ALES đã có module ALIDRIS để chuyển kết quả đánh giá thích hợpđất đai sang GIS ở dạng raster

Ở Việt Nam, đã ứng dụng GIS và phần mềm ALES trong một số các nghiên cứunhư: Đánh giá đất đai và phân vùng sinh thái nông nghiệp toàn quốc (ViệnQH&TKNN, 1993 - 1995); Ứng dụng GIS cho đánh giá đất đai cho các tỉnh ở TâyNguyên tỷ lệ 1/100.000 (Viện QH&TKNN và Đại học Catholic Leuven - Bỉ, 1988 -2002); Đánh giá thích nghi đất lúa phục vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng DuyênHải Bắc Trung bộ (Nguyễn Văn Toàn và ctg, 2003); Đánh giá thích nghi đất lúa phục

vụ chuyển đổi cơ cấu cây trồng vùng Đồng bằng sông Hồng (Bùi Thị Ngọc Dung vàctg, 2003); Ứng dụng công nghệ thông tin để hình thành hệ thống thông tin hiện đạiphục vụ phát triển nông nghiệp và nông thôn tỉnh Hà Tĩnh (Nguyễn Khang, Đỗ ĐìnhĐài, Nguyễn Thanh Xuân, Bùi Thị Ngọc Dung, 2004 - 2005)

Đối với quy mô cấp huyện thì chỉ có một số nghiên cứu của Viện QH&TKNNnhư: (1) Điều tra bổ sung xây dựng bản đồ đất và bản đồ thích nghi đất đai tỷ lệ1/25.000 - 1/50.000 phục vụ chuyển đổi cây trồng cấp huyện Dự án này được thựchiện trong 3 năm, 2003 – 2006, trên địa bàn của 14 huyện điểm đại diện cho 7 vùngKTNN là: Đoan Hùng/Phú Thọ, Lục Ngạn/Bắc Giang, Đông Triều/Quảng Ninh (đạidiện cho vùng Trung du miền núi Bắc Bộ), Kim Sơn/Ninh Bình, Kim Bảng/Hà Nam

và Hải Hậu/Nam Định (đại diện cho vùng Đồng bằng sông Hồng), Cẩm Xuyên/HàTĩnh (Duyên Hải Bắc Trung bộ), Điện Bàn/Quảng Nam, Ninh Hoà/Khánh Hoà (DuyênHải Nam Trung bộ), EaKar/Đăk Lăk (Tây Nguyên), Trảng Bàng/Tây Ninh (Đông NamBộ), Đầm Dơi/Cà Mau, Phụng Hiệp/Hậu Giang và Châu Thành/Long An (ĐBSCL)

để một mặt phục vụ trực tiếp công tác chuyển đổi cơ cấu cây trồng Mặt khác, rút ra

những bài học kinh nghiệm, hoàn chỉnh nội dung phương pháp điều tra bổ sung chỉnh

lý bản đồ đất và xây dựng bản đồ đánh giá phân hạng đất đai cho các huyện/thị kháctrong phạm vi cả nước (2) Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS)trong đánh giá đất sản xuất nông nghiệp, phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất và bố trílại cơ cấu cây trồng hợp lý huyện EaKar - Đăk Lăk (Đỗ Đình Đài, Bùi Thị NgọcDung, Nguyễn Thành, 2008)

Đặc biệt, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu của các đề tài cấp Nhà nước, mã sốKC.07.03, KC.08.26 và các kết quả nghiên cứu về ứng dụng GIS và các phần mềmđánh giá đất tự động trong đánh giá đất đai đã xuất bản 3 tài liệu sau:

1 Nguyễn Khang (chủ biên), Ứng dụng công nghệ thông tin để hình thành hệthống thông tin hiện đại phục vụ phát triển nông nghiệp và nông thôn, sách chuyênkhảo, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 2004

2.Nguyễn Văn Toàn (chủ biên), Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tổng thểnhằm sử dụng hợp lý và bảo vệ đất phát triển trên sản phẩm phong hoá của đá bazanTây Nguyên, sách chuyên khảo, NXB Nông nghiệp Hà Nội, 2006

3 Đỗ Đình Đài, Nguyễn Văn Toàn, Bùi Thị Ngọc Dung, Nội dung điều trachỉnh lý xây dựng bản đồ đất và bản đồ thích nghi đất đai tỷ lệ 1/25.000 - 1/50.000phục vụ chuyển đổi cây trồng cấp huyện, Tài liệu nội bộ, Viện QH&TKNN, 2007

CHƯƠNG 2 : ĐÁNH GIÁ ĐẤT ĐAI

2.1 Khái niệm

Đánh giá đất đai là quá trình so sánh, đối chiếu những thuộc tính vốn có củatừng đơn vị đất đai với những tính chất đất đai mà loại yêu cầu sử dụng đất nhất địnhcần có Đánh giá đất đai nhằm cung cấp những thông tin về mức độ thuận lợi và khókhăn cho việc sử dụng đất đai, làm căn cứ đưa ra những quyết định về sử dụng và quản

lý đất đai

2.2 Những vấn đề cơ bản trong đề cương hướng dẫn đánh giá đất đai của FAO

2.2.1 Những nguyên tắc cơ bản

FAO (1990) đề ra 6 nguyên tắc cơ bản trong đánh giá đất đai là:

- Các loại sử dụng đất được lựa chọn phải phù hợp với mục tiêu phát triển vùnghay của quốc gia, cũng như phải phù hợp với bối cảnh và đặc điểm về tự nhiên/kinh tế

- xã hội của khu vực nghiên cứu

- Các loại sử dụng đất cần được mô tả và định rõ các thuộc tính về kỹ thuật vàkinh tế - xã hội

- Việc đánh giá đất đai bao gồm sự so sánh của hai hay nhiều loại sử dụng đất

- Khả năng thích hợp của đất đai cần đặt trên cơ sở sử dụng đất bềnvững

- Đánh giá khả năng thích hợp của đất đai bao gồm cả sự so sánh về năng suất(lợi ích) thu được và đầu tư (chi phí) cần thiết của loại sử dụng đất

- Đánh giá đất đai đòi hỏi một phương pháp tổng hợp đa ngành

Với những nguyên tắc cơ bản trên, đánh giá đất đai sẽ bổ trợ cho việc quyhoạch sử dụng đất bằng cách cung cấp cho tiến trình này những phương án về sử dụngtài nguyên đất Trong mỗi phương án là những thông tin về: năng suất - mức đầu tư(chi phí, lợi nhuận); cách quản lý đất đai, nhu cầu về cải thiện cơ sở hạ tầng và ảnhhưởng của sử dụng đất đối với môi trường trong và ngoài vùng nghiên cứu

2.2.2 Trình tự cơ bản về đánh giá đất đai

Tiến trình tổng quát trong đánh giá đất đai của FAO: các bước thực hiện củađánh giá đất đai tuỳ thuộc vào mục tiêu và mức độ chi tiết của nghiên cứu Tuy nhiên,các bước tiến hành tổng quát là:

- Lựa chọn và mô tả các loại sử dụng đất đai phù hợp với chính sách, mục tiêuphát triển, các điều kiện tổng quát về sinh thái tự nhiên - tập quán sử dụng đất và bốicảnh kinh tế - xã hội của vùng nghiên cứu

- Xác định yêu cầu sử dụng đất của mỗi loại sử dụng đất đai được lựa chọn.

- Khoanh các đơn vị đất đai dựa vào các kết quả khảo sát tài nguyên đất đai(như thổ nhưỡng, thuỷ văn, khí hậu, ) Mỗi một đơn vị đất đai sẽ có một tính chất(như độ dốc, tầng dày của loại đất, loại đất, ngập úng, lượng mưa, ) khác với đơn vịlân cận

- Mô tả các đơn vị đất đai, bao gồm cả việc xem xét chất lượng đất của từngđơn vị đất đai, đây là những yếu tố có tác động trực tiếp đến khả năng thực hiện cácloại sử dụng đất được lựa chọn

- So sánh giữa yêu cầu sử dụng đất của mỗi loại sử dụng đất với chất lượng đấtcủa từng đơn vị đất đai trong vùng nghiên cứu Qua đó, khả năng thích hợp của từngđơn vị đất đai đối với mỗi loại sử dụng được thiết lập Phân loại thích hợp đất đai cóthể bao gồm: (1) khả năng thích hợp trong điều kiện đất đai hiện tại và (2) khả năngthích hợp trong điều kiện đất đai sẽ được cải tạo

- Phân tích những tác động môi trường có thể xảy ra và các vấn đề kinh tế - xãhội trong quá trình thực hiện các loại sử dụng đất đai được đánh giá Qua đó, đưa raphân loại cuối cùng của khả năng thích hợp đất đai

2.2.3 Các mức độ phân tích trong đánh giá đất đai của FAO

Tuỳ thuộc vào mục tiêu đánh giá đất mà mức độ phân tích thông tin sẽ khácnhau, do vậy ý nghĩa của hệ thống phân hạng khả năng thích hợp đất đai cũng khácnhau FAO chia làm 2 mức phân hạng:

- Phân hạng khả năng thích hợp đất đai định tính (Quantitative Land SuitabilityClassification): sử dụng cho các đánh giá đất đai tổng quát, chỉ phân tích các yếu tố tựnhiên định tính và không phân tích các thông tin về đầu tư, chi phí và lợi nhuận

- Phân hạng khả năng thích hợp định lượng (Qualitative Land SuitabilityClassification): sử dụng cho các đánh giá đất đai chi tiết, gồm những thông tin địnhlượng về tự nhiên và các chỉ số về chi phí, đầu tư, lợi nhuận và lao động

2.2.4 Mức độ chi tiết trong cấu trúc phân hạng

Tổng hợp các hệ thống phân hạng và kinh nghiệm trên toàn thế giới, FAO đã đềxuất một cấu trúc phân vị được coi là rất hoàn chỉnh để các nước vận dụng tuỳ theomức độ chi tiết và tỉ lệ bản đồ Hệ thống cấu trúc phân hạng của FAO được phân chialàm 4 mức: bộ, hạng, hạng phụ và đơn vị thích hợp Cụ thể có hai bộ: thích hợp (S) vàkhông thích hợp (N) Giữa hai bộ có một pha thích hợp có điều kiện Se

- Bộ thích hợp được chia thành 3 hạng:

+ S1: Rất thích hợp

+ S2: Thích hợp

+ S3: Ít thích hợp

- Bộ không thích hợp được chia thành 2 hạng

+ N1: Không thích hợp tạm thời

+ N2: Không thích hợp vĩnh viễn Trong đó:

S1 - Rất thích hợp: đất không có những hạn chế hoặc chỉ có hạn chế không đáng

kể đối với sử dụng đất đã xác định Nhưng hạn chế đó không làm giảm năng suất hoặclợi nhuận, không làm tăng thêm đầu tư vốn tối thiểu hoặc định kỳ để sản xuất và bảo

vệ sản xuất

S2 - Thích hợp: đất có ít những hạn chế vừa phải cho một loại sử dụng đất.Những hạn chế đó đã làm giảm năng suất hoặc lợi nhuận và làm tăng đầu tư vốn tốithiểu hoặc định kỳ để sản xuất và bảo vệ sản xuất Mặc dù vậy, so với lợi nhuận thuđược vẫn có lãi, nhưng so với loại S1 thì thấp hơn

S3 - Ít thích hợp: đất có những hạn chế cho một loại sử dụng đất xác định.Những hạn chế này đã làm giảm năng suất hoặc lợi nhuận và làm tăng đầu tư để sảnxuất và bảo vệ sản xuất mà tiêu phí này chỉ vừa đủ bù lại mà không có lãi

N1 - Không thích hợp hiện tại: đất có những hạn chế mà có thể khắc phục đượcvới trình độ hiểu biết của người sử dụng nhưng với giá thành hiện tại thì không thểchấp nhận được

N2 - Không thích hợp vĩnh viễn: đất có những hạn chế nghiêm trọng tới mứcphái loại trừ mọi khả năng sử dụng nó

Từ lớp nhỏ lại phân ra lớp phụ theo bản chất của yếu tố có giới hạn quan trọngnhất Tuy số lượng lớp không quy định cụ thể nhưng có lưu ý giới hạn của các yếu tốchính VD: độ dốc, độ dày tầng đất, khả năng tưới, ngập lụt, nhiệt độ, lượng mùn, độphì nhiêu

Từ lớp phụ phân nhỏ ra đến đơn vị thích hợp theo yêu cầu về quản lý chăm sóc

Số lượng chia nhỏ không quy định rõ mà tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể Bên cạnh đó,FAO cũng đề xuất bổ sung loại không liên quan (NR) được giành cho các vùng đất đaiđược phân loại tuỳ theo mục đích đánh giá Hệ thống cấu trúc này được áp dụng chođất cả các hình thức phân hạng: phân hạng định tính và định lượng; phân hạng thíchhợp hiện tại và tương lai

2.2.5 Phương pháp xác định hạng thích hợp đất đai

Mỗi đặc trưng của đất đai sẽ có một mức thích hợp sau khi đối chiếu với yêucầu sử dụng đất của một loại sử dụng nào đó Như vậy, mỗi đơn vị đất đai trong quátrình so sánh sẽ có nhiều cấp thích hợp riêng lẻ Số cấp thích hợp riêng lẻ sẽ bằng với

số các yếu tố của đặc trưng đất đai được lựa chọn để đưa vào đánh giá trong yêu cầu

sử dụng đất Ví dụ có 7 đặc trưng đất đai được đưa vào để xây dựng yêu cầu sử dụngnào đó đối với mỗi loại sử dụng thì mỗi đơn vị đất có tới 7 cấp thích hợp riêng lẻ vớitừng tính chất đất đai được lựa chọn

Để xác định được cấp phân hạng chung nhất cho khả năng thích hợp của mộtloại sử dụng đất nào đó, thường sử dụng một trong 2 phương pháp sau:

2.2.5.1 Phương pháp hạn chế

Phương pháp hạn chế hay còn gọi là "lấy theo giới hạn dưới" Cụ thể là mức độthích hợp của 1 đơn vị đất đai với một loại sử dụng là mức thích hợp thấp nhất đã đượcphân loại của các đặc trưng đất đai Hay nói cách khác chỉ cần 1 trong những điều kiện

tự nhiên (chế độ mưa, loại đất, độ sâu ngập, điều kiện tưới, ) không thuận lợi thì mộtloại hình sử dụng đất nào đó sẽ không thực hiện được mặc dù các điều kiện tự nhiêncòn lại thuận lợi

Việc sử dụng phương pháp hạn chế đất là cách diễn đạt những đặc trưng đấthoặc tính chất đất trong một thang đánh giá tương đối

Hạn chế là biến sai từ những điều kiện tối ưu của một đặc trưng đất/tính chấtđất và hạn chế này tác động trở lại đối với một loại sử dụng đất

Nếu một đặc trưng đất đai nào đó là tối ưu đối với sự sinh trưởng của cây cónghĩa là không có bất cứ hạn chế nào Ngược lại, khi đặc trưng đất đai tương tự khôngthuận lợi cho sự sinh trưởng của cây thì nó có những hạn chế nghiêm trọng Đánh giátương đối đặc trưng đất đai thông thường được mô tả trong một số mức độ hạn chế.Thường sử dụng thang đo 5 cấp trong mức độ hạn chế, cấp “nghiêm trọng” được ápdụng khi biểu hiện đặc trưng không có lợi cho canh tác Những cấp khác nhau trongmức độ hạn chế được xác định như sau:

- Không hạn chế: đặc trưng đất đai tối ưu cho sự sinh trưởng của cây trồng

- Ít hạn chế: đặc trưng đất đai gần tối ưu đối với một loại sử dụng đất và nhữngtác động đối với năng suất không quá 20% so với mức năng suất tối ưu

- Hạn chế tương đối: đặc trưng đất đai có ảnh hưởng tương đối dẫn đến giảmnăng suất, tuy nhiên vẫn làm ra lợi nhuận và việc sử dụng đất vẫn còn có lợi nhuận

- Hạn chế nghiêm trọng: đặc trưng đất đai có ảnh hưởng nhất định đến năng suấtcủa đất và gây khó khăn cho việc sử dụng đất đối với loại sử dụng đất được cân nhắc

- Hạn chế rất nghiêm trọng: hạn chế này không chỉ làm giảm năng suất xuốngdưới mức lợi nhuận thậm chí còn gây ức chế toàn bộ việc sử dụng đất đối với loại sửdụng đất được đánh giá

Những cấp hạn chế thường được biểu diễn giống như thứ hạng đất Có nghĩa làđối với mỗi đặc trưng hoặc tính chất ta có thể xác định một cấp S1 (rất thích hợp), mộtcấp S2 (thích hợp), một cấp S3 (ít thích hợp) và một cấp N1 (không thích hợp nhưng

có thể điều chỉnh được) và một cấp N2 (không thích hợp và không thể điểu chỉnh).Trong trường hợp này, không hoặc chỉ những hạn chế không đáng kể là xác định được

cấp S1, hạn chế tương đối đối với cấp S2, hạn chế nghiêm trọng đối với cấp S3 và hạnchế rất nghiêm trọng đối với cấp N1 và N2 Mối quan hệ giản lược như sau:

Định nghĩa thứ hạng có thể được lý giải theo 2 phương pháp:

(1) Phương pháp hạn chế đơn giản

Việc áp dụng phương pháp hạn chế đơn giản nghĩa là phải lập được các bảngđiều kiện đối với mỗi loại sử dụng đất Ví dụ bảng 1 cho thấy các chỉ tiêu thứ hạng đốivới mỗi đặc trưng

Bảng 1 Đặc trưng của một loại sử dụng đất cụ thể liên quan đến các hạng

Khí hậu (c)

- Nhiệt độ không khí TB tháng/năm (o)

- Nhiệt độ không khí TB tối cao tháng/năm (o)

- Nhiệt độ không khí TB tối thấp tháng/năm (o)

- Lượng mưa TB tháng/năm (mm)

- Độ ẩm không khí tương đối (%)

Phương pháp này khuyến nghị đánh giá đầu tiên về đặc trưng khí hậu như:lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm tương đối và bức xạ nhằm định ra được một thứ hạng đểđưa vào đánh giá tổng quát Thứ hạng về khí hậu tương ứng với cấp thấp nhất chỉ củamột hoặc nhiều đặc trưng khí hậu.

Các hạng thích hợp được xác định theo hạng thấp nhất chỉ của một hoặc nhiềuđặc trưng của đất đai

(2) Phương pháp hạn chế liên quan đến số lượng và mức độ hạn chế

Phương pháp này xác định thứ hạng đất theo số và mức độ hạn chế Việc ápdụng phương pháp này cần nhiều bảng điều kiện theo đó với mỗi đặc trưng sẽ xác địnhđược các mức độ hạn chế (ví dụ bảng 2)

Bảng 2 Đặc trưng của một loại sử dụng đất cụ thể liên quan đến các mức hạn chế

- Nhiệt độ không khí TB tháng/năm (o)

- Nhiệt độ không khí TB tối cao tháng/năm (o)

- Nhiệt độ không khí TB tối thấp tháng/năm (o)

- Lượng mưa TB tháng/năm (mm)

- Độ ẩm không khí tương đối (%)

- Đặc trưng liên quan đến bức xạ

- Đặc trưng liên quan đến nhiệt độ

- Đặc trưng liên quan đến lượng mưa

- Đặc trưng liên quan đến độ ẩm không khí tương đối

Đối với mỗi đặc trưng khí hậu, hạn chế nghiêm trọng nhất sẽ được đề cập đểquy định hạng thích hợp về khí hậu cũng như mức độ hạn chế tương ứng được sử dụngtrong đánh giá tổng quát Các chỉ tiêu sau đây được sử dụng:

S3 Khí hậu có 4 hạn chế tương đối hoặc có 1

N Khí hậu có 1 hoặc nhiều hạn chế rất

S3 (ít thích hợp)

Đơn vị đất có nhiều hơn 3 hạn chế tươngđối, và/hoặc không nhiều hơn 2 hạn chếnghiêm trọng

N2 (không thích hợp) Đơn vị đất nhiều hạn chế rất nghiêm trọngkhông thể được điều chỉnh

Việc đánh giá được tiến hành bằng cách so sánh các đặc trưng đất đai với cácthứ hạng hạn chế đất trong bảng điều kiện

Phương pháp thứ hai khó hơn nhưng chính xác hơn Theo phương pháp thứnhất, một đơn vị đất có 1 hoặc 4 hoặc thậm chí nhiều hạng S2 sẽ được xếp vào S2,mặc dù rõ ràng là đất có 4 hạn chế tương đối sẽ có tổng thu nhập thuần thấp hơn so vớiđất có 1 hạn chế tương đối Phương pháp thứ hai xem xét trường hợp đất có những hạnchế nghiêm trọng của cùng một thứ hạng so với một thứ hạng thấp hơn

2.2.5.2 Phương pháp tham số

Phương pháp tham số chủ yếu dùng để xếp loại trọng số của các thứ hạng hạnchế khác nhau của các đặc trưng đất đai trong thang số từ cao nhất (thường là 100)xuống đến giá trị thấp nhất Nếu một đặc trưng đất đai là tối ưu đối với loại sử dụngđất xem xét thì xếp loại cao nhất là 100; nếu đặc trưng đất đai tương tự không thíchhợp thì xếp loại thấp nhất

Để áp dụng thành công phương pháp này phải tuân thủ các quy tắc sau:

- Số đặc trưng đất đai thường được cân nhắc để giảm thiểu sự trùng lặp của cácđặc trưng liên quan trong công thức, làm giảm các chỉ số về đất Tuy nhiên, tất cả cáctính chất đất được biểu diễn bởi 1 đặc trưng nên được xếp cùng nhau Việc xếp loạiriêng lẻ thành phần cơ giới nên chú ý đến khả năng giữ chất dinh dưỡng, độ thấm vàtránh xếp loại riêng lẻ đối với các tính chất riêng lẻ này

- Một đặc trưng quan trọng phải được xếp vào một thang số rộng (từ 100 - 25),một đặc trưng ít quan trọng hơn xếp vào thang số hẹp hơn (từ 100 - 60) Điều này cho

ta biết bản chất của các yếu tố trọng số Ví dụ: nghiên cứu sự thích hợp đối với tưới,một yếu tố rất quan trọng của thành phần cơ giới, được xếp từ 100 đến 25, yếu tố ítquan trọng hơn như hàm lượng hữu cơ được xếp từ 100 đến 80

- Việc xếp loại 100 được áp dụng đối với sự phát triển tối ưu hoặc sự hiện diệntối đa của một đặc trưng Tuy nhiên, nếu một số đặc trưng tốt hơn mức tối ưu bìnhthường, thì việc xếp loại tối đa có thể được cho cao hơn 100 Ví dụ: nếu hàm lượngchất hữu cơ tổng số (OM%) phổ biến nhất ở độ sâu 0 - 15cm trong một vùng đất nhấtđịnh dao động từ 2 đến 2,5%, sẽ áp dụng xếp loại 100 đối với mức chất hữu cơ tổng số

đó Đất có nhiều hơn 2,5% OM sẽ áp dụng mức xếp loại hơn 100 đối với chất hữu cơtổng số

- Độ sâu của tầng đất cần tính toán phải được xác định đối với mỗi loại sử dụngđất Nếu cho rằng đối với một loại sử dụng đất nhất định tất cả các tầng đất có tầmquan trọng như nhau thì trọng số trung bình của phẫu diện cho đến chiều sâu đượcxem xét được gán cho mỗi đặc trưng Mặt khác, nếu cho rằng tầng đất mặt có ý nghĩahơn đối với một loại sử dụng đất nhất định, thì có thể đưa ra một xếp loại tương ứngkhác nhau đối với những mặt cắt nằm ở sâu hơn của phẫu diện theo cách thức tăng dầnkhi tiến gần tới bề mặt Tuy nhiên, phẫu diện đó có thể được chia nhỏ thành các mặtcắt bằng nhau; với mỗi mặt cắt tương ứng với một “chỉ số điều chỉnh chiều sâu” (trọngsố) bắt đầu từ giá trị thấp nhất về chiều sâu và tăng dần đến khi tiến gần tới bề mặt

Chiều sâu xem xét nên trùng với chiều sâu thông thường của hệ rễ trong tầngđất sâu Các yếu tố trọng số hoặc các chỉ số điều chỉnh chiều sâu theo khuyến nghịđược tham khảo ở bảng 3.

Bảng 3 Số mặt cắt và các yếu tố trọng số đối với các chiều sâu khác nhau Chiều sâu

Xếp loại thành phần cơ giới phẫu diện như sau:

Sử dụng 6 tầng đất với khoảng cách 20cm với các yếu tố trọng số: 2,00 1,50 1,00 - 0,75 - 0,50 - 0,25

Phạm vi hạn chế theo xác định trước đó có thể được bổ sung bởi một phép tínhtham số để có được một phương pháp kết hợp tham số - hạn chế trong đánh giá Cácxếp loại được chọn lựa đối với các mức hạn chế khác nhau, ví dụ trong bảng 4.

- Đặc trưng liên quan đến bức xạ

- Đặc trưng liên quan đến nhiệt độ

- Đặc trưng liên quan đến lượng mưa

- Đặc trưng liên quan đến độ ẩm không khí tương đối

Để tính toán chỉ số khí hậu thì xếp loại đặc trưng thấp nhất của mỗi nhóm sẽđược áp dụng, bởi vì luôn có một sự tương tác mạnh mẽ giữa các đặc trưng của cùngmột nhóm và cũng bởi vì chúng không cùng thực hiện các chức năng như nhau Cácchỉ số khí hậu được chuyển đổi thành xếp loại khí hậu để có thể sử dụng trong toàn bộđánh giá đất

Chỉ số khí hậu, cũng như chỉ số đất đai được tính toán từ các xếp loại riêng rẽ.Việc tính toán những chỉ số này có thể được thực hiện theo 2 quy trình như sau:

B Ax